전단 시험 문서 원본 보기

{{위키데이터 속성 추적}}
'''전단 시험'''(剪斷 試驗)은 [[토질|토질역학]] 시험에서 흙 시료의 [[전단 강도]]를 알아보기 위해 실시하는 시험을 말한다. 종류로는 [[직접전단시험]], [[일축압축강도시험]], [[삼축압축시험]]이 있으며,{{Sfn|이인모|2013|p=389}} 삼축 압축 시험에는 대표적으로 비[[압밀]] 비배수 전단 시험(Unconsolidated undrained test; UU test), [[압밀]] 비배수 전단 시험(Consolidated undrained test; CU test), [[압밀]] 배수 시험(Consolidated drained test; CD test)이 있다.

== 목적 ==
흙 시료의 [[전단 강도]]는 <math>S=c+\bar{\sigma} tan \phi</math>로 나타나는데, (c는 점착력, <math>\bar{\sigma}</math>는 [[유효 응력]], <math>\phi</math>는 [[내부 마찰각]]) 이 중 c와 <math>\phi</math>를 구하기 위해 실시한다. 점착력 c는 흙 시료가 [[점토]]인지 [[모래]]인지에 따라 다른데, 모래는 점착력이 없으므로 c=0이다. <math>\phi</math>는 시험을 통해 그려지는 [[파괴 포락선]]의 기울기이다.
<gallery>
파일:모래 전단강도.jpg|모래 전단강도
파일:BW-SG-Coulomb1.png|일반 흙 전단강도
파일:점토 전단강도.jpg|점토 전단강도
</gallery>

== 종류 ==
* 실내 시험
:* [[직접전단시험]]
:* [[일축압축강도시험]]
:* [[삼축압축시험]]
::* 비[[압밀]] 비배수 전단 시험(Unconsolidated undrained test; UU test)
::* [[압밀]] 비배수 전단 시험(Consolidated undrained test; CU test)
::* [[압밀]] 배수 시험(Consolidated drained test; CD test)
* 현장 시험
:* [[표준관입시험]]
:* [[베인 시험]]

== 실내 시험 ==
=== 일축 압축 시험 ===
{{참고|일축압축강도시험}}
[[파일:일축 압축 시험.jpg|thumb|일축 압축 시험]]
일축 압축 시험은 흙 시료를 수직 방향으로만 하중을 재하(<math>\sigma_1\ne 0</math>)하고, 수평방향 하중은 없게(<math>\sigma_3=0</math>) 해서 [[점성토]]의 강도와 압축성을 추정하는 시험이다. 일축 압축 강도 공식은 <math>q_u=2c\cdot tan(45^\circ +\frac{\phi}{2})</math>이다. 최대 주응력면(수평면)과 파괴면이 이루는 각도를 <math>\theta</math>라 하면, <math>\theta=45^\circ +\frac{\phi}{2}</math>이다.

=== 삼축 압축 시험 ===
{{참고|삼축압축시험}}
==== 비[[압밀]] 비배수 전단 시험 ====
사전에 [[압밀]]을 시키지 않고, 하중을 재하하면서 배수도 하지 않는 상태로 시료를 파괴하는 시험이다. 이 시험을 적용하는 경우는 다음과 같다.
* 최근 [[매립]]된 포화 [[점성토]] [[지반]] 위에 구조물을 시공한 직후 초기 안정검토에 필요한 강도정수를 결정할 때
* [[성토]]로 인한 재하속도가 [[과잉 간극수압]]이 소산되는 속도보다 빠른 경우
* [[포화]]된 [[점토]]지반 위에 급속하게 [[성토]]하는 [[제방]]의 안정성을 검토할 때
* [[점토]] 지반에 [[제방]]을 쌓는 경우 초기 안정 해석을 위해 전단강도를 측정할 때{{Sfn|이인모|2013|p=431}}
* [[포화]] [[점토]][[지반]]이 시공 중 [[함수비]] 변화가 없을 것으로 예상할 때

==== [[압밀]] 비배수 전단 시험 ====
사전에 [[압밀]]을 진행한 후 하중을 재하하면서 배수도 하지 않는 상태로 시료를 파괴하는 시험이다.

==== [[압밀]] 배수 시험 ====
사전에 [[압밀]]을 진행한 후 하중을 재하하면서 배수도 하는 상태로 시료를 파괴하는 시험이다. 이 시험을 적용하는 경우는 다음과 같다.
* [[성토]]된 하중에 의해 서서히 [[압밀]]이 되고 파괴도 완만하게 일어나 [[간극 수압]]이 발생되지 않거나 측정이 곤란한 경우
* [[점토]] 지반의 장기간 안정 검토 시

== 현장 시험 ==
=== 표준 관입 시험 ===
{{본문|표준관입시험}}

=== 베인 전단 시험 ===
{{본문|베인 시험}}
[[파일:베인 시험.jpg|오른쪽|300픽셀]]
베인 시험(vane test)는 로드(rod)의 끝에 저항체를 설치해서 연약 [[점성토]] [[지반]]의 현장 [[전단 강도]]를 구하는 현장 전단 시험이다. 베인을 돌리는 최대 [[모멘트]]를 <math>M_{max}</math>라 하면, 점착력 c는{{Sfn|이인모|2013|p=426-427}}
:<math>c=\frac{M_{max}}{\pi D^2(\frac{H}{2}+\frac{D}{6})}</math>이다.

== 각주 ==
<references />

== 참고 문헌 ==
* 성안당, <토목기사 과년도 시리즈 - 토질 및 기초>(2015)
* {{서적 인용|저자1=이인모|제목=토질역학의 원리|날짜=2013|출판사=씨아이알|isbn=9791156100096|판=2|ref=harv}}

[[분류:토질역학]]